способ извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов глиноземного производства

Формула изобретения

Способ извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов глиноземного производства, включающий получение пульпы красного шлама и магнитную сепарацию с получением магнитного концентрата, содержащего железо, редкоземельные металлы, скандий и иттрий, отличающийся тем, что перед магнитной сепарацией красный шлам подвергают разделению по плотности на легкую и тяжелые фракции, и магнитной сепарации подвергают легкую фракцию при напряженности магнитного поля 400 - 1600 кА/м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения редких цветных металлов.

Известен способ извлечения скандия из красного шлама, основанный на кислотной обработке шлама с получением растворимых соединений извлекаемого продукта (а. с. СССР N 1321089). Недостатками данного способа являются сильное загрязнение кислотного раствора соединениями основных компонентов, содержащихся в шламе (Al₂ O₃, SiO₂, CaCO₃ и др.), низкая концентрация скандия в кислотном растворе, что затрудняет его выделение из раствора, значительный расход кислоты.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ переработки красного шлама глиноземного производства, включая классификацию и магнитную сепарацию шлама при напряженности магнитного поля 30 - 80 кА/м (а.с. СССР N 1715874). Недостатками указанного способа являются значительное содержание вредных примесей в получаемом магнитном концентрате и недостаточно высокая степень извлечения скандия.

Задачей, решаемой предложенным способом, является снижение количества вредных примесей в получаемом концентрате и повышение степени извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе, включающем получение пульпы красного шлама и магнитную сепарацию с получением магнитного концентрата, содержащего железо, редкоземельные металлы, скандий и иттрий, перед магнитной сепарацией красный шлам подвергают разделению по плотности на легкую и тяжелую фракции, а магнитной сепарацией подвергают легкую фракцию при напряжении магнитного поля 400 - 1600 кА/м.

При извлечении редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов вредными примесями являются соединения алюминия, кремния, кальция и других элементов. Они образуют при кислотном выщелачивании редкоземельных металлов из магнитного концентрата труднофильтруемые соединения типа гелей, что не позволяет отделять редкоземельные металлы, а также могут переходить в раствор вместе с редкоземельными металлами и засорять их при щелочном охлаждении.

При разделении красных шламов по плотности в тяжелую фракцию переходят большая часть карбонатов, магнетит, сульфиды и плотнокристаллический гематит. В результате этого количество вредных примесей в получаемом магнитном концентрате снижается.

Химический состав красных шламов, легкой фракции красных шламов и магнитного концентрата приведены в табл. 1. в мас.% .

Снижение количества вредных примесей в легкой фракции дает возможность изменить режимы процесса магнитной сепарации, что позволит повысить степень извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия. Результаты проведенных опытов с разными величинами напряженности магнитного поля приведены в табл. 2.

При напряженности магнитного поля ниже 400 кА/м извлечение редкоземельных металлов, скандия и иттрия падает ниже 50%, что приводит к большим потерям металлов.

При напряжении магнитного поля более 1600 кА/м ухудшается качество концентрата за счет роста содержания вредных примесей.

Скорость осуществляется следующим образом.

Красные шламы в виде пульпы с содержанием твердого до 50% подаются в центробежный концентратор с непрерывной выгрузкой тяжелой фракции (например, фирмы KNELSON), где происходит разделение шлама по плотности при расходе ожижающей воды 3 - 10 л/мин и центробежном ускорении 40 - 100 м/сек. После чего легкую фракцию шлама подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 400 - 1600 кА/м.

Выделение редкоземельных металлов, скандия и иттрия из полученного магнитного концентрата осуществляют любым известным способом, например кислотным выщелачиванием.